r
ENZYMY 2. FAZE BIOTRANSFORMACE
Glutathion-S-transferázy (GST) Uridindifosfoglukuronyltransferázy (UDPGT)
*~Sulfotransferázy (SULF) *~N-, O-acetyltransferázy (NAT, OAT) Methyltransferázy
Enzymy syntézy kyseliny merkapturové
*~Antioxidační enzymy - NQO, GST, GSPx, GR, CAT, SOD
GLUTATHION-S-TRANSFERÁZY
Konjugační agens je nukleofil (GSH);
typické substráty GST: elektrofilní xenobiotika / intermediáty (alifatické a aromatické epoxidy a halidy, organické nitráty
GST - TYPICKÉ SCHEMA KONJUGACNI
REAKCE
/	/	
Reaktivní intermediát BaPDE	Konjugát	
		
Funkční GST enzymy jsou dimery
membránově vázaný
GST
ISOENZYMY GST
Isoenzyme Class
Apparent 5ubunit Mr (kdallon)'
1 -1	Alpha	25
1-2	Alpha	25 + 28
2-2	Alpha	28
3-3	Mu	26.5
3-4	Mu	26.5
3-6	Mu	26.5 + 26
4-4	Mu	26.5
4*6	Mu	26.5 + 26
5-5		26,5
6-6*	Mu	26
7-7	Pi	24
8-8	Alpha	24.5
Microsomal		17
23 307 17 237
REGULACE GENOVÉ EXPRESE ISOENZYMŮ
GST
UDP-GLUKURONYLTRANSFERÁZY
Konj. agens elektrofil (kys. UDP-glukuronová);
substráty jsou nukleofilní xenobiotika / intermediáty (fenoly, alkoholy, aminy, karboxylové kyseliny)
r
UDP-GLUKURONYLTRANSFERÁZY
KLASIFIKACE UGT
				haiHn htunbar
C íle-ja-n				>AflM2ifl
rj-úFjíp-lbl				
taříoii1			JŮTlA9h	
				
				
JiŤriíXi			UGT2A'h	
U3r1íí1_	CMÍ»»			PM&iE
	MAMME			F3ÍÍ37
UG'1BD1	CM24S71		UG'2B1H>	
LtttTI-BOfl-	CAAHSfQ			"RSTi
			U£_2Bv3l	PJSSU
Uplil			ueii&m	PJElí
				
j UfiTIAIri	PÍJÍM		IJGTÍB1Í1	AASJ14Í4
i uariwr			LKTJB-17H	HP »10»
Wti				
				POSiJí
' L-GT1 ASIi			UG~2Bíf	
L£T:«r			UGT2Bir	P0ÍÍ4?
LBT1AJ1	G2BĚ12			
J3T1 Ajh-	P22VD			P1TT17
				P1Í44Í
njGTI A5r	QĚttBB			
' LÍJÉfi				
, L.GTI AÍ1	QMÍtl			
UCTIAÍb	BM2S39S		i,GT2CIJ	PJ6SJ4
			LQTJIBI*	
			LGF*ffii	A547J9
	HHM30		LETTTAImí	Pí HIM
				
			LGTlJh	Ů1ÍSW
UGT'ATr				
UGTIASh jati
UQT1A4E
Jytld2
UQT1A24
UŮllASr
U(j~ lAJr
Felisl
Feliii
UŮT1A1H
_ U I .: I
jGTtAIr
USTtA7h
UŮTlASh
UffTIAIDh
uůTlfiín
UGTIAÍr
UflTWr
(Jflllaí
Ustiasi
P1ilf.lt
uonBip
UGftBSm
uúrí&iůh
UST!B1Tli UGTIE1«
uoRimi
UŮTÍ&14I
'JGTÍBIr
UGTÍBBr
JGTIBSr
.J.jrJhS
JGTIBJr
JCTIBlír
UÍT!A1r
UOTB'
UQTBIi
DflTlSDl WJTtíM LWTIflEI
C Hilt Ijilli
LKJT1SD1
IflilliBl
UGTIHAl
WíTllBIv
LKJT4ma UGTTIAlma
KLASIFIKACE UGT
rO
41%
kD
67%
66%
94%
K9%
UGT1AW UQT1A3h ■ UGT1A4h
uenAiti uůTíAeti
I-UGT1A7h
'UGTIAWl UGHAIOti
»7% »5%
7K%
r0-
■ UGT1A9H
■ UGT2BH]ti -UGT2B11h
- UCT?B7Ji
- UGT2B+h
Í4%
i— UGT2B1 Sh
ugt:bi7Ii
-UGTZAIh
SULFOTRANSFERAZY
elektrofilní konjugační agens 3'-fosfoadenosin-5'-fosfosulfát (PAPS) reaguje s fenolem aj. nukleofily
SULFOTRANSFERAZY sumární rovnice
REAKTIVNÍ FORMY KYSLÍKU (ROS)
Superoxid
Peroxid
Hifi
Redukce nitrosloučenin
1) reaktivní formy kyslíku (ROS), NO aj. dusíkaté slouč.
2) reaktivní metabolity xenobiotik, fosfolipidů aj.
r
ANTIOXIDAČNÍ OBRANNÉ SYSTÉMY (ENZYMY)
*~Superoxiddismutázy katalyzují dismutaci O2-. na H2O2
Cu/Zn SOD (cytosol, jádro), Mn SOD (mitochondrie),
CuSOD (primárně plasma) *~Kataláza katalyzuje dismutaci H2O2, redukuje methyl- a
ethylhydroperoxidy; tetramerní hemoprotein (peroxisomy) *~Glutathionperoxidáza katalyzuje redukci H2O2 a dalších
hydroperoxidů (včetně lipidperoxidů); selenoprotein
(výskyt primárně v cytosolu, také v mitochondriích) *~Glutathion-S-transferázy redukují hydroperoxidy, výskyt v
cytosolu, existuje také „mikrosomální" GST v bun.
membránách *~Glutathionreduktáza katalyzuje redukci
nízkomolekulárních disulfidů, hlavně oxidovaný glutathion
(„GSH cyklus")
*~NADPH/chinonoxidoreduktázy (NQO) redukuje chinony na katecholy
r
ANTIOXIDACNI OBRANNE SYSTÉMY
(NÍZKOMOLEKULÁRNÍ LÁTKY):
vitamín E konvertuje O2~', 'OH a lipidové peroxyradikály na méně reaktivní formy; zastavuje řetězové reakce lipidní peroxidace; lipidové membrány, extracelulární tekutiny lipidní        *~ bilirubin reaguje s ROO-, produkt hemoproteinu, výskyt v sloučeniny ^   krvi i tkáních
*~p-karoten zháší O2", reakce s peroxyly; metabolický prekursor vitamínu A, výskyt v membránách
^vitamín C přímo zháší O2" a "OH, přispívá k regeneraci ^   vitamínu E, distribuce v extra- i intracelulárních tekutinách sloučeniny   *~kyselina močová (oxidovaná purinová báze); zháší
rozpustné
ve vodě peroxylové radikály, O/ a "OH, zabraňuje oxidaci vit. C,
váže transitní kovy; široká distribuce *~glutathion (GSH) substrát v reakcích GST a GSHPx, také
přímo reaguje s organickými volnými radikály, O/ a 'OH *~další antioxidanty: cystein, glukóza aj.
rozpustné
ve vodě
ANTIOXIDAČNÍ ENZYMY VS. ROS
GLUTATHION JAKO ANTIOXIDANT
Funkce GSH:
- redukce disulfidických můstků
- přímá reakce s ROS a kyslík. metabolity (lipid. peroxidy...)
- kofaktor glutathionperoxidáz (Se-dependentních GPx, GST)
Další funkce:
- kofaktor konjugačních reakcí katalyzovaných GST, např. s fenoly
- účast v biosyntéze leukotrienů
Redukce GSSG na GSH pomocí GR
GLUTATHIONREDUKTÁZA
3. FAZE BIOTRANSFORMACE
3. FÁZE BIOTRANSFORMACE (ABC TRANSPORTÉRY)
Transport lipidů, xenobiotik
aj. látek přes buněčné
membrány
ABC TRANSPORTÉRY: MULTIDRUG
RESISTANCE (MDR) SYSTEM
3
3. FÁZE BIOTRANSFORMACE (ABC TRANSPORTÉRY)
E
Nejvýznamnější zástupci ABC (ATP Binding Cassette) transportérů
1. ABCC - transport aniontů včetně S-glutathionyl- a sulfátových konjugátů MRP1 (ABCC1, mrpl gen) trasnportuje přes membránu LTC4, D4, E4; komplexuje oxidovaný glutathion (GSSG)
2. ABCB - transport peptidů, transmembránový transport xenobiotik v játrech, placentální bariéře aj.
P-glykoprotein (P-gp = ABCB1, mdrl gen) odstraňuje Vinca alkaloidy (vincristine, vinblastine), anthracykliny (doxorubicin, daunorubicin), taxoly (paclitaxel)
Chemosensitizers: calcium channel blockers (verapamil), antagonisté calmodulinu (chlorpromazine), steroidy (prog., kortisol, tamoxifen), xanthiny (pentoxyphiline)
3. ABCG2 (BCRP, breast cancer resistence protein) „overexprese" v karcinomu prsu
- velmi častá
3. FÁZE BIOTRANSFORMACE: KOMPLEXNÍ REGULACE GENOVÉ EXPRESE
Xenobiotika modulují řadu enzymů metabolismu lipidů
lipidovémediátory
efekty na intracelulární signální transdukci
endokrinní / parakrinní signály
BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ nově identifikovaný „cíl" xenobiotik
Fosfolipázy A2 (PLA2) Fosfolipázy C (PI- PLC, PC-PLC)
*~DAG lipázy *~Cytochromy P450 (CYP4A, CYP2E1, CYP1A, ...) *~Lipoxygenázy (LOX-5, LOX-12, ...)
Cyklooxygenázy (COX-2)
BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ:
fosfolipidy - substráty pro PLA2 a PLC
BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ:		
PC-PLC (SMsyntáza)		
		
	! —r	
		
	OH OH	
	0 0	
	Oram id* Sphingomyelin	
		
BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ: role syntézy ceramidu a DAG v signální transdukci
BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ: ceramid aktivuje enzymy signální transdukce
BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ:
kys. arachidonová - substrát CYP, LOX a COX
GENOVÁ EXPRESE COX-2, PLA2, iNOS, cytokinů (TNFa aj.), chemokinů
PROZÁNĚTLIVÉ PROCESY
ÍULACE EXPRESE TRANSKRIPČNÍMI
FAKTORY NF-kB